仿真实验三 絮凝沉降与沉淀池设计 仿真实验教学指导书

混凝沉淀法课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解混凝沉淀法的原理，掌握其基本操作流程。

2. 学生能掌握影响混凝沉淀效果的主要因素，如pH值、温度、搅拌速度等。

3. 学生能了解混凝沉淀法在污水处理中的应用及其重要性。

技能目标：1. 学生能够独立进行混凝沉淀实验，熟练操作相关设备。

2. 学生能够通过实验数据分析，判断混凝沉淀效果，并提出优化方案。

3. 学生能够运用所学知识，解决实际生活中与混凝沉淀相关的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对环保事业的关注和责任感，认识到混凝沉淀法在保护水资源、改善环境中的重要作用。

2. 学生培养团队协作意识，学会在实验过程中相互配合、共同解决问题。

3. 学生养成严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和实验操作的规范性。

本课程旨在通过讲解和实践，使学生在掌握混凝沉淀法基本知识的基础上，提高实验操作技能，培养科学思维和环保意识。

课程针对八年级学生的认知水平和学习能力，结合教材内容，注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中感受科学探究的乐趣，激发学习兴趣，提高解决实际问题的能力。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 混凝沉淀法基本原理：- 混凝剂的种类及其作用机理。

- 混凝沉淀的基本过程和关键步骤。

- 教材第四章第二节：混凝沉淀法基本原理。

2. 影响混凝沉淀效果的因素：- 水质参数对混凝沉淀效果的影响，如pH值、水温、浊度等。

- 混凝剂投加量、搅拌速度等操作条件的影响。

- 教材第四章第三节：影响混凝沉淀效果的因素。

3. 混凝沉淀实验操作与应用：- 实验设备的使用方法及注意事项。

- 混凝沉淀实验的操作流程和数据处理。

- 污水处理实例分析，了解混凝沉淀法在实际工程中的应用。

- 教材第四章第四节：混凝沉淀实验及操作。

教学进度安排：第一课时：讲解混凝沉淀法基本原理，介绍混凝剂的种类和作用机理。

第二课时：分析影响混凝沉淀效果的因素，讨论操作条件对实验结果的影响。

絮凝反应池及初沉池操作规程(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--絮凝反应池及初沉池操作规程操作前，检查所有管道、阀门处于正常工作状态。

检查各加药设备的剂量泵、搅拌器处于正常工作状态。

检查电气设备处于正常工作状态。

第一、药剂的配制及投放按照工艺设计要求，共投加三种药剂，他们分别是氢氧化钠、絮凝剂、混凝剂，分别叙述如下：1 、氢氧化钠——用于调节水质的 PH 值。

配药方式：按重量浓度的 20%-25%配置，即 1 份药 4 份水或1 份药 3 份水。

投加量：按 PH 值得要求控制。

启动期 PH 控制在，正常工作期 PH 控制在 7-8。

投加方式：可用专门配置的加药装置，剂量泵投加，也可在池内直接投加。

2、混凝剂——用于气浮装置的加药和二沉装置的加药。

药剂名称：聚合氯化铝（PAC）。

配药方式：按重量浓度的 10%-15%配置，即 1 份药 9 份水或1 份药 7 份水，药剂配好后开动搅拌器搅拌至均匀即可使用。

投加量：按水质指标试验后确定投加量，一般情况下按上述比例配制的药品投加量应在 20-50mg/L 范围内。

投加方式：用专门配置的加药装置，计量泵投加，也可在池内直接投加。

3、絮凝剂——用于气浮装置的加药和二沉装置的加药。

药剂名称：三号絮凝剂（聚丙酰胺 PAM）。

配药方式：按重量浓度的 1%-2%配置，即 1 份药 99 份水或 1 份药 98 份水。

药剂配好后开动搅拌器，至少搅拌小时使其熟化后方可使用。

投加量：按水质指标试验后确定投加量，一般情况下按上述比例配制的药品投加量应在 5-10mg/L 范围内。

投加方式：用专门配置的加药装置，计量泵投加。

第二、操作步骤1、将操作面板上各设备旋钮指向手动或自动，控制系统中各设备进入启动状态（手动方式，需手点启动按钮）。

做好开机记录。

2、根据在线监测的PH数值，加入适量配制好的碱液，启动搅拌系统，调整到规定的PH值。

仿真实验三 絮凝沉降与沉淀池设计实验目的：絮凝沉降实验是研究浓度一般的絮凝颗粒的沉降规律。

一般是通过几根沉降柱的静沉实验获取颗粒沉降曲线。

为污水处理工程某些构筑物的设计和生产运行提供重要依据。

1.加深对絮凝沉降的特点、基本概念及沉降规律的理解。

2.掌握絮凝试验方法，并利用实验数据绘制絮凝沉降曲线。

3.能够结合絮凝沉降规律进行沉淀池设计因素的分析。

实验要求：(1)学习和掌握絮凝沉降试验方法；(2)观察沉淀过程，加深对絮凝沉降特点、基本概念及沉淀规律的理解；(3)进一步了解和掌握絮凝沉降的规律，根据实验结果绘制絮凝沉降关系曲线。

(4)根据絮凝沉降关系分析沉淀池的设计因素，给出专业的分析、结论。

实验原理：絮凝颗粒在沉淀过程中会互相碰撞形成新的颗粒，其尺寸、质量随深度的增加而增大，沉速也加大，水处理工艺中的许多沉淀都属于絮凝沉淀。

絮凝颗粒的沉淀轨迹是一条曲线，且难以用数学方法表达，因此要用实验来确定必要的设计参数。

絮凝沉降与自由沉降不同，去除率不仅与颗粒的沉速有关，而且与沉淀有效水深有关。

因此取样不但要考虑时间，而且要考虑取样的位置。

去除率随时间的延长而增加，随深度的加深而减小，因此需要使用具有多个取样口的沉淀柱来进行沉淀性能测定。

在不同的沉淀时间，从不同水深取出水样，测出悬浮物浓度，计算悬浮物去除率。

将这些去除率绘于相应的深度与时间的坐标上。

再绘出等去除率曲线。

最后借助于这些等去除率曲线，计算对应于某深度和停留时间的悬浮物去除率。

絮凝沉淀采用的方法是纵深分析法。

颗粒去除率按下式计算：()()()1n T n T 1T 2T 2T 1T 1T -+++++-++-+-+=ηηηηηηηηHh H h H h n 其中：η——沉降高度为H 、沉降时间为T 时沉淀柱中颗粒的总去除率；T η——沉降时间为T 时，沉降高度H 处被全部去除的颗粒的去除率，这部分颗粒具有沉速；T H u u /0=≥H ——沉淀高度(0、H 3、H 2、H 1、H 0)，由水面向下量测取样口位置；h ——沉淀时间 T 对应各等效率曲线间中点的高度（h 1、h 2…h n ）。

福建工程学院实验指导书课程名称：水工程实验技术学院：环境与设备工程系专业、班级：给排水实验一 自由沉降实验一、实验目的（1）掌握颗粒自由沉淀试验的方法；（2）进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据试验结果绘制自由沉降曲线。

去除率～沉速曲线（η～u 曲线）、去除率～时间曲线（η~ t 曲线）和未被去除颗粒百分比～沉速曲线（P ～u 曲线）。

二、实验原理浓度较稀、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀。

自由沉淀的特点是：沉降过程中颗粒互不干扰、等速下沉、沉速在层流区符合Stokes 公式。

悬浮物去除率的累积曲线计算：⎰+-=0000)1(P sdP u u P η 其中： η —— 总去除率P 0 、P —— 未被去除颗粒的百分比 u s 、u 0 —— 沉淀速度 实验用沉淀柱进行，如图3-1。

初始时，沉淀时间为0，悬浮物浓度为C 0，去除率η=0。

设水深为H （实验时为水面到取样口的垂直距离），在t i 时间能沉到H 深度的最小颗粒d i的沉速可表示为：ii t Hu =。

实际上，沉淀时间t i 内，由水中沉至柱底的颗粒是由两部分颗粒组成，即沉速i s u u ≥的那一部分颗粒能全部沉至柱底，同时，颗粒沉速i s u u <的颗粒也有一部分能沉到柱底，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速i s u u <，但这部分颗粒并不全在水面，而是均匀分布在整个柱内，因此，只要在水面一下，它们下沉至池底所用的时间小于或等于沉速u i 的颗粒由水面降至池底所用的时间t i ，则这部分颗粒能从水中被去除。

在 t i 时间，取样点处实验悬浮物浓度为C i ，沉速i s u u ≥的颗粒的去除率：000011i i i C C C P C C η-==-=-，其中，0C CP i i =表示未被去除的颗粒所占的百分比。

绘制 P ~u i 关系曲线，可知121212000C C C C P P P C C C -∆=-=-=，P ∆是但选择的颗粒沉速由u 1降至u 2，即颗粒粒径有d 1减到d 2时，此时水中所能多去除的，粒径在d 1~d 2间的那部分颗粒的百分比。

实验四动态混凝实验一、实验目的(1)通过模型的模拟试验，进一步了解动态混凝装置的构造及工作原理。

(2)掌握动态混凝装置的运行操作方法。

(3)了解动态混凝装置运行的影响因素。

二、实验原理实验流程图：pH调解液箱混凝液箱↓ ↓计量泵计量泵↓ ↓原水→中和池→絮凝反应池→斜板沉淀池→ 后水箱→ 出水中和池的作用主要是调节水中的pH值，使之在絮凝时达到最佳混凝状态。

絮凝反应池的作用是通过添加混凝剂及助凝剂是水中难以沉淀的胶体颗粒相互接触，长大至能自然沉淀的程度。

斜板沉淀池是由与水平面成一定角度(一般60’左右)的众多斜板放置于沉淀池中构成的，其中的水流方向从下向上流动或从上向下或水平方向流动，颗粒则沉淀于斜板底部，当颗粒累积到一定程度时，便自动滑下。

斜板沉淀池在不改变有效容积的情况下，可以增加沉淀面积，提高颗粒的去除效率，将板与水平面搁置到一定角度放置有利于排泥，因而斜板沉淀池在生产实践中有较高的应用价值。

按照斜板沉淀池中的水流方向，斜板沉淀池可分为以下四种类型。

1．异向流斜板沉淀池水流方向与污泥沉降方向不同，水流向上流动，污泥向下滑，异向流斜板沉淀池是最为常用的方法之一。

2．同向流斜板沉淀池水流方向与污泥沉降方向相同，与异向流相比，同向流斜板沉淀池由于水流方向与沉降方向相同，因而有利于污泥的下滑，但其结构较复杂，应用不多。

3．横向流斜板沉淀池斜板沉淀池在长度方向布置其斜板，水流沿池长方向横向流过，沉淀物沿斜板滑落，其沉淀过程与平流式沉淀池类似。

4．双向流斜板沉淀池在沉淀池中，既有同向流斜板又有异向流斜板组合而成的斜板沉淀池。

斜板沉淀池的构造及工作原理见图1。

斜板沉淀池一般由清水区(集水分流)、斜板区、配水区、积沉区几个部分组成，在工艺方面有以下特征：①沉淀效率离；②停留时间短；③占地面积省；④建设费用较高。

本实验采用了异向流斜板沉淀模型装置。

实验在进行时，首先开启水泵，原水先流入中和池，在搅拌的同时用计量泵向里面加入相应的酸或碱进行中和；之后进入絮凝池，在搅拌的同时用计量泵向里面加入相应的混凝剂进行絮凝反应；最后进入斜板沉淀池底部中间的穿孔配水管，然后上向流穿过一组斜板到达沉淀池上部的清水区，污泥在斜板上沉积，最后滑下池底，由穿孔排泥管定期排放，而清水则在沉淀池顶部的穿孔集水槽汇集，然后由出水管输出。

絮凝沉降实验一、实验目的1、加深对絮凝沉淀的基本概念、特点及沉淀规律的理解；2、掌握絮凝实验方法，并能利用实验数据绘制絮凝静沉曲线。

二、实验原理悬浮物浓度不太高，一般在600～700mg/L 以下的絮状颗粒的沉淀属于絮凝沉淀，如给水工程中混凝沉淀，污水处理中初沉池内的悬浮物沉淀均属此类。

沉淀过程中由于颗粒相互碰撞，凝聚变大，沉速不断加大，因此颗粒沉速实际上是一变速。

静沉中絮凝沉淀颗粒去除率的计算基本思想与自由沉淀一致，但方法有所不同。

自由沉淀采用累积曲线计算法，而絮凝沉淀采用的是纵深分析法，颗粒去除率按下式计算。

式中：E ——沉降高度为H 、沉降时间为T 时沉淀柱中颗粒的总去除率； E T ——沉降时间为T 时，沉降高度H 处颗粒的去除率； H ——沉淀高度（0、H 3、H 2、H 1、H 0），由水面向下量测； h ——沉淀时间T 对应各等效率曲线间中点的高度（h 1、h 2...h n ）。

三、实验设备及材料 有机玻璃沉淀柱 内径D ＝100mm 高H=2000mm实验流程图四、实验方法与操作)()()(112211-++++-++-+-+=+n T E n T T T T T E E Hh E E H h E E H h E E n T 沉降塔至沉降塔至地沟溢流D N 40水泵至地D N 15沉降塔D N 15D N 20低位水箱D N 20搅流回拌沟1、检查实验流程；2、准备预测水样；3、关闭沉淀柱总进水阀、各柱进水阀和排空阀；4、开启水泵出水阀和回流阀；5、开启水泵，通过回流搅拌水样；6、待水样搅匀后取样测定原水悬浮物浓度SS0值；7、关闭回流阀，同时打开沉淀柱总进水阀和各柱进水阀，调节开度，保证以相同的速度向1～4沉淀柱内进水；8、当水位达到溢流孔时，关闭各进水阀，同时记录各柱沉淀开始时间；9、当达到各柱相应的沉淀时间时，在该柱上下各采样口同时取样，并测定水样悬浮物浓度；五、实验数据记录与处理表1 絮凝沉淀实验记录表日期：水样初始悬浮物浓度SS 0（mg/L）：柱号#沉淀时间min取样编号#SSmg/Lmg/L取样点有效水深m1201-1…1-5240 2-1…2-5360 3-1…3-54 804-1…4-5表2 各取样点悬浮物去除率值E121·2·204020400.350.34 77.81 82.85 89.490.640.19 60.12 79.66 86.790.932.23 51.53 72.60 81.751.224.78 43.21 69.94 70.241.521.75 28.41 64.24 59.081、绘制等效率曲线；（1）以沉淀时间t为横坐标，以取样深度H为纵坐标，将各取样点的去除率绘于坐标纸上；（2）用内插法绘出等去除率曲线。

化工原理实验仿真系统操作手册实验7、吸收实验（流程一）一、实验原理1、填料塔流体力学特性：气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。

在双对数坐标系中用压降对气速作图得到一条斜率为1.8~2的直线（图中aa 线）。

而有喷淋量时，在低气速下（C 点以前）压降也比例于气速的1.8~2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc 段）。

随气速增加，出现载点（图中c 点），持液量开始增大，压降-气速线向上弯曲，斜率变大，（图中cd 段）。

到液泛点（图中d 点）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

测定填料塔的压降和液泛速度，是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜制作范围，选择合适的气液负荷。

2、传质实验：填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。

在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。

但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。

填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。

总体积传质系数K Ya 是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量。

它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。

本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。

混合气体中氨的浓度很低。

吸收所得的溶液浓度也不高。

气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x-y 坐标系为直线）。

故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为：m p a Y A Y V K G ∆∙∙=所以 )/(m p A a Y Y V G K ∆∙=其中23112311ln )()(e e e e m Y Y Y Y Y Y Y Y Y -----=∆ 式中G A —单位时间内氨的吸收量[kmol/h]。

K Ya —总体积传质系数[kmol/m 3·h]。

V p —填料层体积[m 3]。

△Y m —气相对数平均浓度差。

混凝实验设计方案设计人员：张泽于石飞龙指导老师：周子鹏一、方案要求1.准备好实验设备和仪器2.准备好实验试剂，计算好实际用量3.设计好实验表格4.写好详细的实验步骤5.认真做实验6.数据处理二、实验设备、仪器1. 调速六联搅拌机1台2. 500ml矿泉水瓶6只3. 100ml烧杯8只4. 5ml移液管1只5. 1ml移液管1只6. 取样管1只7. 吸耳球1个8. 温度计（0-50℃）1只9. 500ml量筒1个10. 浊度仪（或分光光度计）1台11. 酸度计1台12.注射筒（50ml）1只三、实验试剂及用量本实验用三氯化铁作混凝剂，以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂。

三氯化铁（10g/L），最大用量1g盐酸（10%）氢氧化钠（10%）阴离子聚丙烯酰胺（待定），最大用量1g四、详细实验步骤1、确定混凝剂和助凝剂的最小投加量本实验用三氯化铁作混凝剂，以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂值，记录在表1中。

（2）用一个500 ml的烧杯，取200 ml原水，并将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。

（3）向烧杯中加入氯化铁，每次加入1.0 ml，同时进行搅拌（中速150r/min，5min），直至出现矾花，在表1中记录投加量。

（4）停止搅拌，静止10min。

（5）根据测得的浊度确定最小投加量，助凝剂的最小投加量是零。

2、确定混凝剂的最佳投加量（1）用6个1000 ml烧杯，分别取800 ml原水，将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。

（2）将混凝剂按不同投量（依次按最小投量的25%~100%的剂量）分别加入到800 ml原水样中，利用均分法确定此组实验的六个水样的混凝剂投加量，记录在表2中。

（3）启动搅拌机，快速搅拌300 r/min，0.5 min；中速搅拌150 min，5 min；慢速搅拌70r/min，10 min。

（4）搅拌过程中，注意观察矾花的形成过程。

停止搅拌，静止沉淀10 min，然后用50 ml注射筒分别抽出6个烧杯中的上清液，同时用浊度仪测定水的剩余浊度，记录在表2中。

絮凝沉淀实验操作过程与数据处理
一、实验操作过程
1. 准备实验材料：取得所需的实验材料，包括溶液、试剂以及实验仪器等。

2. 样品制备：根据实验要求，制备待测的溶液样品。

3. 添加絮凝剂：将一定量的絮凝剂加入待测溶液中，并充分搅拌均匀。

4. 静置沉淀：将混合溶液静置一段时间，待絮凝物沉淀到底部。

5. 分离沉淀：使用特定的分离方法，将沉淀与上清液分离开来。

6. 干燥沉淀：将分离得到的沉淀置于恒温箱中，进行干燥处理。

7. 记录数据：记录实验过程中的相关数据，包括沉淀的质量、颜色等信息。

二、数据处理
1. 沉淀质量计算：根据实验记录的沉淀质量数据，计算出沉淀的质量。

2. 沉淀率计算：根据沉淀质量和待测溶液的初始质量，计算出沉淀的百分比。

3. 沉淀颜色分析：根据实验记录的沉淀颜色信息，进行颜色分析和比较。

4. 数据统计分析：对多次实验的数据进行统计分析，得出平均值和标准差等指标。

5. 结果讨论：根据实验数据的分析结果，进行结果的讨论和解释。

通过以上的实验操作过程和数据处理，可以得出以下结论：
1. 絮凝剂的添加对溶液中的悬浮物质有明显的沉淀作用。

2. 沉淀的质量和颜色与絮凝剂的种类、用量以及溶液中悬浮物质的性质有关。

3. 沉淀率可以作为评价絮凝效果的指标之一。

4. 通过统计分析多次实验的数据，可以得出更加准确的结论。

絮凝沉淀实验是一种常用的分离和净化技术，通过实验操作和数据处理可以得出结论，并对实验结果进行分析和讨论。

这些结果和分析可以为后续的研究和应用提供参考和指导。

静置沉淀实验一、实验目的及要求求出某些废水的沉淀曲线，即沉淀时间t与沉淀效率E的关系曲线，以及颗粒沉淀速度u与沉淀效率E的关系曲线。

二、实验原理在含有分散性颗粒的废水静置沉淀过程中，设试验筒内有效水深为H，通过不同的沉淀时间t可求得不同的颗粒沉淀速度u，对于指定的沉淀时间t0可求得颗粒沉淀速度u0。

对于沉淀速度u ≥u0的颗粒t0在时可全部去除；而对于沉淀速度u<u0的颗粒只有一部分去除，而且按u/u0的比例去除。

沉淀开始时，可以认为悬浮物在水中的分布是均匀的，可是随着沉淀历时的增加，悬浮物在筒内的分布变为不均匀的。

在工程上将沉淀的取样口装在H/2处时可以近似地认为该处水样的悬浮物浓度代表整个有效水深内悬浮物的平均浓度。

三、实验水样及装置1、实验水样：生活污水，造纸、高炉煤气洗涤等工业废水。

2、主要实验设备：①沉淀实验筒：直径Φ100mm,有效工作水深（由溢出口下缘到筒底的距离）1500mm和2000mm两种。

②真空抽滤装置。

③悬浮物定量分析所需天平、带盖称量瓶、干燥器、烘箱等四、实验方法与步骤1、将废水倒入搅拌桶中，用泵循环搅拌约5min，使废水中的悬浮物分布均匀。

2、用泵将废水输入沉淀实验筒。

在输入过程中，从筒中取废水水样3次（每次约100mL，并准确记录下水样体积），此水样的悬浮物浓度即为废水的原始浓度a0。

3、当废水升到溢流口，溢流管流出水后，关闭沉淀实验筒底部的夹子，停泵，记录下沉淀开始时间。

4、观察废水静置沉淀现象。

5、隔5、10、20、30、60、90 min，从试验筒中部取样口取样2次（取样前先排出取样管中的积水约10mL，然后取水样体积每次约50mL，并准确记录下水样体积），取水样后测量工作水深的变化。

6、将每一种沉淀时间的两个水样做平行试验，用已在烘箱内烘干并称量过的滤纸抽滤，过滤后，再把滤纸放入已准确称量的带盖称量瓶中，在105~110烘干箱内烘干后称量，滤纸的增重即为水样中悬浮物的重量。

实验一混凝剂性能与水处理适应性实验混凝沉淀实验是水处理基础实验之一，广泛用于科研、教学和生产中。

针对某水样，通过混凝沉淀实验，选择混凝剂种类，投加量，确定最佳混凝条件。

本实验为综合性实验。

一、实验目的：1、应用混凝理论 , 模拟实际混凝过程。

2、针对某水样，通过几种混凝剂的混凝沉淀效果比较，选择最佳混凝剂和确定混凝最佳条件。

3、观察“矾花”的形成过程和混凝沉淀效果。

4 、本指导书仅供学生参考，学生根据实验要求，查找相关的专业书籍，确定实验条件和实验方法。

二、实验原理：实验过程中 , 以流速梯度 G 和 GT 值作为相似准数 . 通过搅拌作用 , 模拟实际生产中的混合反应的水力条件；针对某水样，利用少量源水 , 选择所需的最佳混凝剂和确定混凝最佳条件。

混合或反应的速度梯度 G 值 :(1)式中：Ｐ：在同一体积内每一立方米水搅拌时所需的平均功率（ kg·m/m2·s ）μ：水的动力粘滞系数（kg·s/m2）Ｐ值的计算方法：式中：f：校正系数．ω：搅拌功率（kg·m/s）(2)式中n：搅拌机叶片转速（转／分）d：叶片直径．ρ：水的密度（1000/9.81kg·s2/m2）μ：水的动力粘滞系数（kg·s/m2）公式（1）仅适合于图１所示浆板搅拌的尺寸关系同时要求雷诺数在１０2～５x１０4的范围内。

当叶片和水体间尺寸与图一不符时，则由公式⑵求得的功率ω乘以校正系数f。

式中：D和H分别表示搅拌筒的直径及水深，h表示叶片高度，教正系数f适用于D/d=2.5～4.0，H/D=0.6～1.6，h/d=1/5～1/3的情况。

水的动力系数(μ)与水温的关系三、实验仪器、器皿和药品：1.混凝定时搅拌器2.浊度仪3.酸度计4.混凝剂：硫酸铝、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁，聚丙烯酰胺等四、实验步骤:（仅供参考）：1、熟悉搅拌器、浊度仪和酸度计的使用 , 测量搅拌器叶片及水体容积的尺寸。

实验三 絮凝沉淀实验一、实验目的1． 加深对絮凝沉淀的特点及沉淀规律的理解。

2． 掌握絮凝沉淀的实验方法和实验数据的整理方法。

3． 复习废水悬浮物的测定方法。

（重量法） 二、实验原理如图3-1所示，絮凝颗粒A 、B 在沉淀过程中互相碰撞后形成了新的颗粒AB ，由于其尺寸增大，故沉速V ab 明显大于A 、B 二颗粒各自的沉速V a 和V b ，并沿着新的轨迹下沉。

由于生产性沉淀池中水力特性的影响，实际的絮凝沉淀工程远比图3-1所示现象复杂。

颗粒碰撞时可能有互相阻碍作用，故在絮凝期间，颗粒向下运动的同时也可能向上运动。

此外，颗粒到达池底以前还可能因液流的作用被破碎。

目前尚无理论公式可用以描述沉淀池中的这一复杂现象，一般是通过沉淀柱中的静态试验来确定某一指定时间的悬浮物去除率。

图3-1 絮凝颗粒的沉淀轨迹示意图1、2、颗粒A 和B 的沉淀轨迹，其沉速分别为V a 和V b 3、A 、B 颗粒碰撞聚成较大颗粒AB 后的轨迹，其沉速为V ab4、絮凝颗粒沉速轨迹沉淀柱的不同深度设有取样口。

试验时，在不同的沉淀时间，从取样口取出水样，测定悬浮物的浓度，并计算出悬浮物的去除百分率。

然后绘出颗粒去除率与时间关系曲线。

三、试剂及仪器仪器： 50ml 烧杯14只，50ml 量筒1只，坐标纸，滤纸25张 试剂：高岭土（7克）硫酸铝 （35克）四、实验步骤1、 检查整套设备是否完整，清扫配水箱及D N 100柱内的杂物，先用清水放满试漏，电源接上2、 PVC 配水箱先放满自来水，计算水箱体积，投加100mg/L 高岭土。

（约7克高岭土）3、 向高位水箱内注入50升自来水（接近一箱水）；开启高位水箱搅拌机4、 在高位水箱内按500～700mg/l 的浓度配制实验水样（约35g 硫酸铝用烧杯先溶解后倒入高位水箱）；5、 迅速搅拌1～2分钟，然后缓缓搅拌；6、 矾花形成后取50ml 测定SS 。

先打开旋塞4，再打开旋塞5把水样注入沉淀柱；7、 水样注入到1.9m 处时，关闭旋塞5；8、 用定时钟定时，6根沉淀柱的沉淀时间分别为10、30、50、70min 。

实验二絮凝沉淀1.实验目的：（1）. 加深对絮凝沉降的特点、基本概念及沉降规律的理解。

（2）. 掌握絮凝试验方法，并利用实验数据绘制絮凝沉降曲线2.实验原理颗粒在沉淀过程中，其尺寸、质量随深度的增加而增大，沉速也加大。

水处理工艺中的许多沉淀都属于絮凝沉淀。

絮凝颗粒的沉淀轨迹是一条曲线，且难以用数学方法表达，因此要用实验来确定必要的设计参数。

絮凝沉淀的实验中沉速与水深有关，因此需要使用具有多个取样口的沉淀柱来进行沉淀性能测定。

在不同的沉淀时间，从不同水深取出水样，测出悬浮物浓度，计算悬浮物去除率。

将这些去除率绘于相应的深度与时间的坐标上。

再绘出等去除率曲线。

最后借助于这些等去除率曲线，计算对应于某深度和停留时间的悬浮物去除率。

3.实验过程絮凝沉降的实验流程框图如图1所示。

图1实验流程框图絮凝沉降仿真实验的仪器面板如图2所示。

首先选择原水性质（1），设置好沉淀柱的多个取样口的对应深度（2），原水样的SS 数值（3）, 指定采样的时间序列表（4），指定是否用实测结果进行修正（5）和实测水样的SS 数值（6）。

便获得在不同沉淀时间、不同水深的悬浮物浓度或（7）悬浮物去除率（8）。

图2 实验面板等去除率曲线描绘出水样的絮凝沉降性能，借助于等去除率曲线能够计算对应于某深度和停留时间的悬浮物去除率，和进行沉淀池设计。

絮凝沉降的二沉池设计仿真实验仪器面板如图3所示。

首先指定是应用SVI或选择原水性质（1）作为二沉池设计控制准则，设置进入二沉池的水流量和从二沉池底排出的回流污泥流量（2）；设置进水污泥浓度（3），设计二沉池的池形（4），和池体参数（5），虚拟仪器输出出水水样的SS 数值（6）和回流污泥浓度（7）。

二沉池设计所处的工况点及设计中应讨论的主要技术参数用图形（8）和数字仪表（9）显示出来。

图3絮凝沉降的沉淀池设计仿真实验仪器面板例1使用内径为20cm，有5个距液面深度分别为0.5m、1m、1.6m、2.2m、2.8m采样口的沉淀柱，原水来自纺织厂，SS浓度为1500 mg/L，进行絮凝沉降实验。

《水污染控制工程》仿真实习指导书一、启动仿真实习系统双击“给排水仿真教学系统学员站”，在“网络连接与注册”中输入姓名，点击“连接教师站”。

二、污水处理厂基本情况（一）工程简介本仿真软件基本上是按照北京市高碑店污水处理厂二期工程来进行过程仿真的。

高碑店污水处理厂是北京市建设的第一座大型城市污水处理厂，也是目前国内最大的城市污水处理厂，其处理规模为100万m3/d（分二期建设）。

（二）基础数据：1、污水量：工程设计规划按50万m3/d考虑，总变化系数采用1.5，处理厂最大负荷为75万m3/d。

2、污水水质：BOD5：200mg/l，COD：500mg/l，SS：250mg/l，NH3－N：30mg/lPH：6－9，T：15℃-25℃3、出水水质标准：达到国家二级排放标准（GB8978一88）BOD5<20mg/l，SS<30mg/l，NH3－N＜3mg/l（三）污水处理工艺流程：高碑店污水处理厂采用传统活性污泥法二级处理工艺：一级处理包括格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流式沉淀池；二级处理采用空气曝气活性污泥法。

污泥处理采用浓缩、中温两级消化、脱水，生成的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。

消化过程中产生的沼气，用于发电可解决厂内部分用电。

三、主要构筑物及设备情况（一）水工段1、提升总泵房：采用立式污水混流泵，4台。

泵房前池安装有粗、细两道格栅各6个，粗格栅间隙100mm，人工清渣，细格栅间隙25mm，为链条式自动除污。

栅渣用皮带输送装筒运往垃圾消纳厂填埋。

2、曝气沉砂池：池形为平流式矩形池，2组4座。

每组设1台移动桥式吸砂机及1套砂水分离器。

曝气采用离心式鼓风机共3台。

单机风量Q＝40m3/min，扬程H＝5m水柱，功率P=55kW。

3、初沉池：池形为平流式矩形池，2组24座。

排泥方式：采用进口桁车式刮泥机，24台，定容式螺杆排泥泵12台。

4、曝气池池形为矩形三廊道，2组12座。

曝气方式：鼓风曝气机，曝气头采用进口膜片橡胶微孔曝气头。

福建工程学院实验指导书课程名称：水工程实验技术学院：环境与设备工程系专业、班级：给排水实验一 自由沉降实验一、实验目的（1）掌握颗粒自由沉淀试验的方法；（2）进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据试验结果绘制自由沉降曲线。

去除率～沉速曲线（η～u 曲线）、去除率～时间曲线（η~ t 曲线）和未被去除颗粒百分比～沉速曲线（P ～u 曲线）。

二、实验原理浓度较稀、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀。

自由沉淀的特点是：沉降过程中颗粒互不干扰、等速下沉、沉速在层流区符合Stokes 公式。

悬浮物去除率的累积曲线计算：⎰+-=0000)1(P sdP u u P η 其中： η —— 总去除率P 0 、P —— 未被去除颗粒的百分比 u s 、u 0 —— 沉淀速度 实验用沉淀柱进行，如图3-1。

初始时，沉淀时间为0，悬浮物浓度为C 0，去除率η=0。

设水深为H （实验时为水面到取样口的垂直距离），在t i 时间能沉到H 深度的最小颗粒d i的沉速可表示为：ii t Hu =。

实际上，沉淀时间t i 内，由水中沉至柱底的颗粒是由两部分颗粒组成，即沉速i s u u ≥的那一部分颗粒能全部沉至柱底，同时，颗粒沉速i s u u <的颗粒也有一部分能沉到柱底，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速i s u u <，但这部分颗粒并不全在水面，而是均匀分布在整个柱内，因此，只要在水面一下，它们下沉至池底所用的时间小于或等于沉速u i 的颗粒由水面降至池底所用的时间t i ，则这部分颗粒能从水中被去除。

在 t i 时间，取样点处实验悬浮物浓度为C i ，沉速i s u u ≥的颗粒的去除率：000011i i i C C C P C C η-==-=-，其中，0C CP i i =表示未被去除的颗粒所占的百分比。

绘制 P ~u i 关系曲线，可知121212000C C C C P P P C C C -∆=-=-=，P ∆是但选择的颗粒沉速由u 1降至u 2，即颗粒粒径有d 1减到d 2时，此时水中所能多去除的，粒径在d 1~d 2间的那部分颗粒的百分比。

环境工程—水处理实验仿真系统操作手册北京东方仿真控制技术有限公司2003年2月目录环境工程—水处理实验安装手册 2环境工程—水处理实验操作手册自由沉淀实验8 混凝实验16 曝气充氧实验36 过滤实验41 气浮实验50 活性污泥实验57环境工程—水处理实验安装手册欢迎您使用本公司的软件并希望您提出宝贵意见！建议配置：Windows98操作系统，PentiumII-233以上，至少32M内存，800x600x16位真彩（标准小字体），至少200M的硬盘空间。

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实验三 混凝沉淀实验混凝沉淀实验是给水处理的基础实验之一，被广泛地用于科研.教学和生产中。

通过混凝沉淀实验，不仅可以选择投加药剂种类.数量，还可以确定其他混凝最佳条件。

一 原理：天然水中存在大量胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能去处的。

清除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫做脱稳。

脱稳后的胶粒，在一定的水利条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。

直径较大且较密实的矾花容易下沉。

自投加混凝剂[342)(SO Al ]直至形成较大矾花的过程叫混凝。

从胶体颗粒变成较大的矾花是一连续的过程，为了研究的方便可划分为混合反应两个阶段，混合阶段要求浑水和混凝剂快速均匀混合，一般来说，该阶段只能产生用眼睛难以看见的微絮凝体；反应阶段则要求将微絮凝体形成较密实的大粒径矾花。

（配药）1、配1%的342)(SO Al 溶液.2、如果取10mg/l 的342)(SO Al100ml 烧杯中称取10mg 342)(SO Al =用移液管移取1ml 的1%342)(SO Al 溶液.二． 实验目的1.了解混凝的现象和过程，混合及反应的作用。

2.确定水样的混凝剂最佳投量及pH 值对混凝效果的影响。

三．仪器设备及药品混凝搅拌机一台，浊度仪一台，酸度/离子计一台，电子调速搅拌机一台，秒表（平表也可）一块，温度计，1000ml 烧杯，100ml 烧杯，移液管，吸耳球，1000ml 量筒，混凝剂（硫酸铝或碱式氯化铝），氢氧化钠，盐酸等。

四．实验组织实验分6小组，每组6人。

五．实验步骤1. 熟悉搅拌机操作步骤，选择适宜的混合搅拌转速（300转/分），混合时间30秒，反应搅拌转速100转/分，反应时间10分钟，慢速搅拌转速50转/分，反应时间10分钟。

2. 测定水样的温度，浊度及pH 值，将水样分为3桶，每2组用一桶，除1,2组外，其他四组分别用NaOH 或HCl 对水样的pH 进行调整（pH 约等于10，5.5，8.5）并记录调整后的pH 值。